桥梁检测轻质长臂机器人设计与试验研究

针对高墩、高厚度桥梁主梁底部表面快速、高效的检测需求，提出一种搭载在轻型移动平台上的电驱动轻质长臂机器人。通过合理的机构构型设计、结构优化设计实现了长臂机器人本体的轻量化，该机器人搭载在轻型移动平台上，可沿人行道行走，并能在桥检现场快速布置开展检测作业。实际运营公路桥梁的拍照检测试验表明：1)机器人在桥面上稳定停靠后，可通过运动规划展开到位；2)利用其末端配备的视觉检测云台，实现对主梁底部的拍照详检；3)初步验证了长臂机器人作业能力和检测功能，为未来实现大型桥梁主梁的自动化检测作业奠定基础。     

桥梁检测的爬壁机器人足力优化方法设计

为了解决当前桥梁裂缝检测中人工检测效率低安全性差等问题,设计了一种六足爬壁机器人。文章提出了桥梁检测多足爬壁机器人的总体设计方案,采用真空吸附的电机驱动的六足爬壁机器人,并且完成了部分运动控制系统的设计。其次,对机器人控制系统的硬软件系统进行了设计,确定CAN总线的控制系统,利用蚁群算法进行路径规划,选择三角步态规划和末端轨迹曲线等。最后,提出多足爬壁机器人足力优化分配方法。     

悬索桥机器人巡检技术研究

针对悬索桥大尺度、结构复杂、检测盲区问题，采用BIM技术对悬索桥的机器人巡检技术进行探讨。根据悬索桥结构特点、机器人特点分析了悬索桥检测要点及机器人总的巡检实施流程，研究了机器人在巡检中坐标系建立、路径规划问题，利用Matlab开展了巡检仿真模拟，通过悬索桥BIM模型获得待检区域索塔的基本信息并建立栅格地图，推演无人机、爬壁检测机器人等的合理检测路径，进而探讨了主梁及主缆的检测路径。研究表明，采用BIM技术有助于实现悬索桥多机器人检测的全局规划，可提高巡检效率和覆盖率，从而保证检测数据的完整性，是机器人巡检的必要方法。     

公路桥梁智能检测技术研究进展

为促进公路桥梁智能检测技术的发展，系统梳理了桥梁智能检测装备、智能检测方法、智能损伤识别算法、智能安全评价及养护决策的发展现状与趋势。综合分析表明：随着桥梁智能检测技术的发展，针对桥梁检测环境和构件特点，出现了包括无人机、移动机器人、环形爬升机器人、多功能检测机器人、爬索机器人、水下机器人、声呐探测装置等多种类型的智能检测装备。智能检测装备大多采用搭载的图像采集装置进行病害信息收集，其避障及抗环境干扰能力和图像采集精度是设备性能表征的关键；在智能检测方法领域，图像采集技术、激光点云扫描技术、全息摄影技术发展日趋成熟，探地雷达、干涉合成孔径雷达及声呐探测技术可作为桥梁基础及冲刷深度检测的有效手段；但以光纤传感、热成像技术、声发射技术、超声波检测、电磁传感为特征的桥梁检测新技术，其抗环境干扰的能力还有待提升，需要进一步的工程验证。随着桥梁智能装备能力的提升、智能检测技术的发展，不同类型海量数据的涌现，传统的从病害、构件、部件到结构的分层综合安全评价算法已不能适应，采用数字孪生技术进行结构状况的实时再现与评价，以多源数据融合技术进行区域级、路网级桥梁服役性能及抗灾韧性评价是桥梁智能检测与安全评估的主要发展方向。     

基于UG的小型爬壁机器人的建模与仿真

本爬壁机器人是仿照壁虎攀爬原理设计的,依据大壁虎的生理结构设计了爬壁机器人的理论模型。为满足机器人攀爬时对吸附力的要求,按照仿生的壁虎生物体脚掌设计爬壁机器人的脚掌,材料是用聚氨酯硅的橡胶材料。依据大壁虎运动的实体模型,规划了爬壁机器人的两类运动步态,即在地平面运动的步态(对角步态)和在天花板上运动的步态(三角步态)。为验证设计方案的可行性,利用UG软件对各种运动步态进行了运动仿真,仿真结果表明,设计方案能够完成预定的动作并且具有吸附力强的特点。     

关于无人机飞行坐标系与桥梁坐标系的转换

随着近几年无人机技术的发展,越来越多的行业也开始利用无人机去做一些人工难以完成的工作。在桥梁检测领域,无人机相对于传统的人工检测具有速度快,效率高,轻便易携带,操控简单等优势,因此无人机在该领域具有巨大的发展潜力。在利用无人机进行桥梁检测的过程中,由于桥梁结构的原因,桥下GPS信号强度非常弱,甚至没有信号,因此采集到的数据无GPS信息,也就无法与实际的坐标进行关联,这对于之后的信息管理是十分不利的。如何在无GPS信号的情况下将采集到的数据与桥梁坐标系联系起来,是一个急需解决的问题。本文利用无人机的惯性导航系统,采用积分原理,将采集到的信息转换为桥梁坐标系下坐标值。     

日本桥梁自动化检测技术研究新进展

桥梁自动化检测技术为桥梁智慧管养提供了有力的技术支持,日本在桥梁自动化检测技术方面开展了斜拉索检测机器人、钢桁架桥检测机器人、搭载3D激光扫描仪的检测机器人的研发和应用研究。斜拉索检测机器人采用螺旋桨驱动,安装全高清画质数码相机,沿索体上升或下降进行全方位摄像,查看照片和视频可检测修补痕迹、锈迹、涂膜剥落、碰撞等,不需要进行交通管制,检测速度快、效率高,不仅适用于斜拉桥,还可用于悬索桥吊索检测。侧面走行检测机器人主要用于检测钢桁架桥桥面板、钢梁及其它构件损伤,走行装置上安装锂电池电机,遥控操作变换前进方向和调整走行速度,机器人万向接头上安装4K高清数码相机,可检测到无法近距离肉眼观测以及视线死角位置。既有桥梁桥面板更换工程中,采用搭载3D激光扫描仪的检测机器人进行桥梁空间坐标全自动检测,扫描的点云数据输入数据处理系统,自动生成检测报告,无需搭设支架和实施交通管制,且检测精度满足目标精度要求,该设备还可用于挂篮悬臂浇筑法施工中成桥空间坐标测量。研发了3D激光扫描仪自动移动装置,使检测更快捷。各桥梁自动化检测设备具有较好的工程实用价值,可为国内同类型桥梁结构智能检测提供参考。     

水下结构检测爬行机器人的设计与分析

针对大坝、桥梁、大型水下管线等水下结构环境复杂、检测难度大等问题，提出了一种具有一定避障及壁面过渡能力且可适应复杂壁面的水下结构检测爬行机器人。首先对机器人整体结构进行设计，通过采用轮足式结合的轮足结构和具有旋转自由度的吸附结构的相互配合的设计，提高了机器人对复杂壁面的自适应能力；其次以圆形截面桥墩为例，利用流场仿真分析了机器人吸附在壁面时，桥墩附近流域的流速和压力分布情况；再者对机器人的运动状态及稳定性进行分析，通过建立摩擦力和抗倾覆力矩计算公式得到机器人的正常工作条件；最后对机器人结构摩擦性能和样机进行测试和试验验证。结果表明，该机器人在一定程度上具有对复杂环境的抗性和复杂表面的适应性，可用于水下结构的检测工作。     

基于无人机贴近摄影测量的桥梁精细化建模

无人机贴近摄影测量已应用于滑坡、危岩崩塌的地质调查、监测与预警项目中.本研究充分利用贴近摄影测量技术,事先对航线进行规划,并且在飞行前进行安全验证,使整个飞行作业过程在安全状态下进行,从而达到自动、安全地开展桥梁精细化建模工作的目的 .     

基于桥梁单元刚度损伤识别的新型间接量测方法研究

基于移动车辆在桥梁上运行来测试桥梁基频的间接量测法已经获得实桥的验证，提出一种新型间接量测法，该方法有别于牵引车拖动测试车辆一直运行并同步采集信号的传统间接量测方式，需牵引车同时拖动固定间距的前、后2辆测试车辆前行，并在固定点静止采集少许时间后，继续重复操作至测试车辆通行整跨桥梁，利用测试车辆上采集的信号，计算整跨桥梁的传递率矩阵，然后利用奇异值分解识别出桥梁的第1阶模态，进而利用改进的直接刚度法计算桥梁单元弯曲刚度，并进行损伤识别。首先从理论上说明该方法的可行性，然后在各类影响因素下进行数值模拟分析，最后通过某实桥试验进行初步验证。研究结果表明：相比于常规在桥梁上直接测试的方法，提出方法耗时短，机动性好，适用于大面积大区域桥梁集群快速测试；相比于传统间接量测方式，提出方法通行时间虽有少量增加，但能较好解决桥梁阻尼比、测试车阻尼、外激励变化、噪音、桥面粗糙度等传统间接量测方法中存在的问题。     

ROV在桥梁水下桩基检测中的应用前景与关键问题思考

随着科技发展，水下机器人技术逐渐从海洋探测领域发展应用到水下结构检测领域，为解决桥梁水下结构的检测问题提供了新的思路和方法，对于桥梁桩基的检测和日常安全管理等均具备十分巨大的应用前景。归纳和分析了水下机器人的关键技术要点，介绍了水下机器人在水下结构领域的检测应用现状，梳理了水下机器人在桥梁桩基检测应用过程中的关键问题。结合技术发展，对水下机器人在桥梁水下桩基检测中的应用前景和发展趋势进行了展望。     

复杂城市场地下大跨度桥梁总体设计关键技术研究

以常德沅江六桥总体设计为例，分析了基于复杂城市场地下大跨度桥梁设计特点及需考虑的各方面因素，阐述沅江六桥方案的设计思路。综合考虑规划路网、沿线高压电走廊、沅江水文条件、地震断裂带等因素，对大桥的规划桥位进行优化调整，提出推荐桥位方案。根据通航要求和规划码头等条件，确定推荐方案的桥梁跨径和桥型。简要介绍桥梁结构设计，并验证主要结构的科学合理性。     

基于深度学习与漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统研究

为准确、全面地评估桥梁缆索的损伤，开发了基于深度学习和漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统。该系统主要由检测平台和预警平台两部分组成，利用检测平台中爬索机器人的高清摄像头和磁传感器列阵收集缆索表面的缺陷图像及漏磁信号数据，随后将缺陷图像输入到深度学习模型中对其进行自动分类与识别，利用小波分析处理漏磁信号数据以确定内部高强钢丝锈蚀缺陷位置，并根据检测到的数据提出了五级预警。为验证桥梁缆索检测预警系统的可靠性，利用该系统对4座在役斜拉桥的缆索进行检测。结果表明：该系统嵌入的深度学习模型和经过小波分析处理后的磁信号能够准确识别桥梁缆索表面的缺陷特征和内部钢丝锈蚀位置；该系统中预警平台可以将检测信息及时发送给管养部门，便于其采取相应的补救措施。     

深圳南油立交N4匝道桥（N4—3～6联弯桥）梁体转动分析和加固介绍

公路弯桥在城市道路中被广泛采用，但是近年来这类桥梁在使用过程中出现了不少问题。本文通过工程实例，具体介绍弯桥在设计上容易出现的失误和需要注意的地方，并介绍弯桥梁体失稳后的处理办法。     

基于车激动力响应互相关指标的桥梁基础冲刷诊断方法

针对当前桥梁基础冲刷诊断和检测方法过程复杂、成本高且受环境影响大等问题，提出一种基于车激动力响应互相关指标的桥梁基础冲刷诊断方法。该方法通过桥墩和桥跨不同测点的纵向加速度响应自由衰减段信号的互相关分析，建立基础冲刷诊断指标体系，实现冲刷定位和均匀性诊断。首先，依据互相关函数幅值向量置信度判据指标进行基础冲刷初判；然后，通过响应互相关函数幅值向量因子变化率向量进行冲刷定位，再根据横桥向互相关函数幅值变化率向量诊断冲刷均匀性；并通过统计评估方法提高诊断精度；最后，结合1座连续梁桥算例进行多种冲刷工况的数值仿真分析，对所提方法的有效性和适用性进行验证。结果表明：该方法能够很好地实现基础冲刷的定位和均匀性诊断，指标具有较高敏感性；同时具有较好的抗噪性能，通过所提出诊断指标体系的综合使用可消除噪声对诊断结果的干扰。该方法具有诊断结果精度高、过程简便易行、无需进行复杂且误差较大的模态识别、允许试验测试参数和条件适量变化等优点，可嵌入常规桥梁荷载试验同步开展，具有很好的工程应用潜力和实用价值。     

基于FBG光纤监测系统的混凝土桥梁张拉过程监控

为验证光纤光栅可应用于钢筋混凝土桥梁的施工监测，在介绍光纤光栅传感器的基本原理的基础上，在桥梁施工过程中，使用埋设在桥体混凝土结构内部的光纤光栅传感器，实时测量预应力索张拉过程中桥体关键部位的应变变化，评估张拉过程的质量，并利用监测数据进行有限元模拟计算，比较实测值与理论值，从而评价桥梁的施工质量和安全性。     

BJQN-V型多点动态位移测量系统在桥梁检测中的应用研究

为探索BJQN-V型多点动态位移测量系统在桥梁荷载试验中的适用性,从测量原理和测量特点入手,结合该系统的测量原理和桥梁荷载试验的特点,文中对可能影响该系统检测结果的主要影响因素进行了分析。并通过某3跨(50m+85m+50m)连续梁桥成桥试验对该系统的实测性能进行了验证。     

不等支承刚度条件下桥梁—车辆动力耦合解析理论及应用

由于支座、桥墩地基等的作用，桥梁端部实际受弹性支承约束，且因施工误差、材料老化等影响，两端支承刚度常常不等。为揭示支承、梁体、车辆之间的耦合关系及不等支承条件的影响，建立了不等支承刚度条件下桥梁-车辆动力耦合解析理论。首先，基于振型叠加法推导了考虑不等支承刚度约束的桥梁、车辆动力响应闭合解，解析了弹性支承条件对车-桥系统响应的时频影响关系；其次，建立了弹性支承条件下车-桥耦合有限元模型，验证了解析理论的准确性；然后，研究了弹性支承刚度及左、右不等程度对车-桥系统响应的放大效应；最后，探索了基于车辆响应的桥梁频率及支承刚度状态的间接测量方法。研究结果表明：(1)支承刚度衰减使桥梁频率降低，响应幅值增大，且频率阶次越高影响越显著；(2)车-桥系统响应幅值与车辆起始运行位置的桥端支承刚度成反比，从刚度弱侧支承端出发的车辆响应被显著放大，即“弱侧放大”现象；(3)车体响应中包含桥梁频率，且呈现左右对称分叉特征，证实了利用车体加速度响应识别弹性支承梁频率的可行性；(4)利用车辆正反双向行驶加速度响应的“弱侧放大”现象，可判别桥梁支承的弱刚度端，同时增强桥梁频率的辨识，且对路面平整度、结构阻尼、噪...     

液压爬模在桥梁高墩施工中的应用

现今,液压爬模体系施工技术渐渐得到普及,在桥梁高墩作业中发挥重要作用,文章以G310大力加山(省界)至循化公路项目为例,分析了液压爬模体系作业过程中的难点与重点问题,并且针对性地提出了切实可行的施工方案,提高了施工效率,缩短了施工工期,保证了工程的顺利施工,以期为类似项目提供借鉴与参考。     

因船只撞击桥墩引起铁路桥梁上列车的脱轨

提供了评估船只撞击桥梁引起的结构响应过程和明确地表达脱轨情况的一种方法，此方法可直接应用于可运作的风险评估研究。将冲击荷载作业输入荷载，用有限元法分析得到结构响应。研究时只考虑桥梁响应引起的脱轨，没有考虑桥梁可能预先存在的结构缺陷。本过程的概念是通过对瑞典和丹麦间厄勒海峡桥的两个基本设计的调查结果来证实的。